压裂泵排量确定方法、设备、系统及存储介质与流程

本申请涉及电气控制，尤其涉及一种压裂泵排量确定方法、设备、系统及存储介质。

背景技术：

1、在油气开发施工过程中，通常以电动机作为压力设备中压裂泵的动力源，而压裂井场中压裂泵的数量较多，使用功率较大，通常会出现多台压裂泵的总功率超过电网容量的情况，导致压裂井场的配电馈线甚至进线跳闸，对油气开发施工安全造成了极大的风险和安全隐患。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于：提供一种压裂泵排量确定方法、设备、系统及存储介质，旨在解决现有压裂井场超限施工跳闸，安全性低的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种压裂泵排量确定方法，方法包括：

4、获取目标压裂井场中多台压裂泵对应的当前井口压力、当前预测排量种群、初始最大排量和目标压裂井场的电网容量；

5、根据各初始最大排量和当前预测排量种群中各当前预测个体对应的预测排量，获得各当前预测个体对应的预测溢出排量；

6、根据电网容量、当前井口压力和各当前预测个体中预测排量，获得各当前预测个体对应的预测空余电网容量；

7、根据各当前预测个体的预测溢出排量和对应的预测空余电网容量，获得各当前预测个体的预测排量适应度值；

8、从当前预测排量种群中确定出预测排量适应度值最大的最优预测个体，作为多台压裂泵的设定排量。

9、可选地，根据各当前预测个体的预测溢出排量和对应的预测空余电网容量，获得各当前预测个体的预测排量适应度值的步骤，包括：

10、确定预设溢出排量系数和预设空余容量系数；

11、根据各当前预测个体的预测溢出排量、对应的预测空余电网容量、预设溢出排量系数和预设空余容量系数，获得各当前预测个体的预测排量适应度值。

12、可选地，根据各初始最大排量和当前预测排量种群中各当前预测个体对应的预测排量，获得各当前预测个体对应的预测溢出排量的步骤之前，方法还包括：

13、获取多台压裂泵的实时累计使用时长和设定使用时长；

14、根据各初始最大排量和当前预测排量种群中各当前预测个体对应的预测排量，获得各当前预测个体对应的预测溢出排量的步骤，包括：

15、根据各实时累计使用时长、对应的设定使用时长和初始最大排量，获得各压裂泵的实时施工设定排量上限；

16、根据各实时施工设定排量上限和各当前预测个体对应的预测排量，获得各当前预测个体对应的预测溢出排量。

17、可选地，获取目标压裂井场中多台压裂泵的当前预测排量种群的步骤，包括：

18、根据各初始最大排量和预设种群规模，构建初始排量种群；

19、利用遗传算法，对初始排量种群进行迭代，得到当前预测排量种群。

20、可选地，利用遗传算法，对初始排量种群进行迭代，得到当前预测排量种群的步骤，包括：

21、将初始排量种群作为当前排量种群；

22、根据预设交叉概率，对当前排量种群中各当前个体进行部分匹配交叉，得到第一排量种群；

23、根据预设变异概率，对第一排量种群中各第一个体进行个体变异，得到目标排量种群；

24、若当前迭代次数小于预设迭代次数，则将目标排量种群作为当前排量种群；

25、返回执行根据预设交叉概率，对当前排量种群中各当前个体进行部分匹配交叉，得到第一排量种群的步骤，直到完成预设迭代次数，将目标排量种群作为当前预测排量种群。

26、可选地，根据预设交叉概率，对当前排量种群中各当前个体进行部分匹配交叉，得到第一排量种群的步骤，包括：

27、根据实时施工设定排量上限和当前排量种群中各当前个体对应的当前排量，获得各当前个体对应的当前溢出排量；

28、根据电网容量、当前井口压力和各当前个体中当前排量，获得各当前个体对应的当前空余电网容量；

29、根据当前溢出排量和对应的当前空余电网容量，获得各当前个体的当前排量适应度值；

30、从当前排量种群中确定出当前排量适应度值最大的最优当前个体；

31、对当前排量种群中最优当前个体之外的其他当前个体进行部分匹配交叉，得到第二排量种群；

32、根据最优当前个体和第二排量种群，得到第一排量种群。

33、可选地，根据各初始最大排量和预设种群规模，构建初始排量种群的步骤，包括：

34、根据预设变异概率，对第一排量种群中各第一个体进行个体变异，得到目标排量种群的步骤，包括：

35、针对各第一个体，若第一个体对应的变异概率大于或等于随机数，则根据变异概率对第一个体进行个体变异，得到变异个体；

36、根据所有变异个体和第一排量种群中变异个体对应的第一个体之外的其他第一个体，获得目标排量种群。

37、第二方面，本申请还提供一种压裂泵排量确定设备，设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的压裂泵排量确定程序，通过压裂泵排量确定程序配置为实现如上述任一项压裂泵排量确定方法的步骤。

38、第三方面，本申请还提供一种压裂泵排量确定系统，系统包括：

39、多台压裂泵；

40、如上述的压裂泵排量确定设备。

41、第四方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项的压裂泵排量确定方法的步骤。

42、本申请提供一种压裂泵排量确定方法、设备、系统及存储介质，获取目标压裂井场中多台压裂泵对应的当前井口压力、当前预测排量种群、初始最大排量和目标压裂井场的电网容量；根据初始最大排量和当前预测排量种群中各当前预测个体对应的预测排量，获得各当前预测个体对应的预测溢出排量；根据电网容量、当前井口压力和各当前预测个体中预测排量，获得各当前预测个体对应的预测空余电网容量；根据各当前预测个体的预测溢出排量和对应的预测空余电网容量，获得各当前预测个体的预测排量适应度值；从当前预测排量种群中确定出预测排量适应度值最大的最优预测个体，作为多台压裂泵的设定排量。

43、由此，本申请通过考虑电网容量和当前井口压力，来获得当前预测排量种群中各当前预测个体对应的预测空余电网容量，结合各当前预测个体对应的预测溢出排量，获得各当前预测个体的预测排量适应度值，将预测排量适应度值最大的最优个体，作为各压裂泵的设定排量，从而考虑了压裂井场的电网容量建立多目标优化模型，来获得各压裂泵的设定排量，使得多台压裂泵按照设定排量工作时的总功率不会超过电网容量，避免了压裂井场超限施工，导致配电馈线或进线跳闸，提高了油气开发的施工安全性。

技术特征：

1.一种压裂泵排量确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述当前预测个体的所述预测溢出排量和对应的所述预测空余电网容量，获得各所述当前预测个体的预测排量适应度值的步骤，包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述初始最大排量和所述当前预测排量种群中各当前预测个体对应的预测排量，获得各所述当前预测个体对应的预测溢出排量的步骤之前，所述方法还包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取目标压裂井场中多台压裂泵的当前预测排量种群的步骤，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用遗传算法，对所述初始排量种群进行迭代，得到所述当前预测排量种群的步骤，包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据预设交叉概率，对所述当前排量种群中各当前个体进行部分匹配交叉，得到第一排量种群的步骤，包括：

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据预设变异概率，对所述第一排量种群中各第一个体进行个体变异，得到所述目标排量种群的步骤，包括：

8.一种压裂泵排量确定设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的压裂泵排量确定程序，通过压裂泵排量确定程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的压裂泵排量确定方法的步骤。

9.一种压裂泵排量确定系统，其特征在于，所述系统包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的压裂泵排量确定方法的步骤。

技术总结
本申请公开一种压裂泵排量确定方法、设备、系统及存储介质，涉及电气控制技术领域，方法包括考虑电网容量，来获得当前预测排量种群中各当前预测个体对应的预测空余电网容量，结合各当前预测个体对应的预测溢出排量，获得各当前预测个体的预测排量适应度值，将预测排量适应度值最大的最优个体，作为各压裂泵的设定排量。本申请考虑了压裂井场的电网容量建立多目标优化模型，来获得各压裂泵的设定排量，使得多台压裂泵按照设定排量工作时的总功率不会超过电网容量，解决了现有压裂井场超限施工跳闸，安全性低的技术问题，提高了油气开发的施工安全性。

技术研发人员：陈妙春,田琳,郑冲
受保护的技术使用者：三一能源装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29